了解聚合物涂料的干燥过程

许多工业应用可用于水性和溶剂型涂料，如纸张涂料、液晶面板箔、粘合剂和清漆等。这些产品的涂料通常由溶解的涂料组件制成，这些组件被应用到基材上，然后干燥以产生首选材料。最终产品的质量和性能往往取决于涂层的干燥过程。为了设计和控制这种涂层和干燥过程，需要在线测量涂层形成过程中溶剂和水分的分布。

Inverse-Micro-Raman-Spectroscopy (imr)

采用反微拉曼光谱(IMRS)测量技术，对激光雷达进行了测量共焦拉曼光谱仪(HORIBA Scientific LabRAM INV)，传统的立式LabRAM显微镜被倒置显微镜取样系统-奥林巴斯IX50所取代。

图1所示。Inverse-Micro-Raman-Spectroscopy (imr)技术

通过这种组合所获得的初步工作证明了利用拉曼光谱研究涂层材料的干燥特性的好处。欧洲杯足球竞彩这项工作表明，IMRS方法可以在原位、在线和高达1^m的高空间分辨率下测量薄膜中的溶剂含量。通过该方法，动力学和时间分辨率也达到了0.5s。定量测量可以通过使用某些校准程序得到。

仪表

在研究中，使用LabRAM INV拉曼显微镜，采用典型的后向散射拉曼几何结构，其中激光束通过光学显微镜传输并照射样品。在同一个物镜下，背向散射的光被收集并转移到集成光谱仪中。由于LabRAM INV提供了倒置的几何形状，通过压电z轴纳米定位系统，位于样品体积内的聚焦激光斑从下面照亮样品。

图2。HORIBA科学实验室

系统其余部分的设计与传统的拉曼显微镜相同，散射光通过全息陷波滤波器聚焦，以消除瑞利散射光。

系统中集成的共焦针孔控制空间滤波，并确保只检测到来自受控采样体积的光。使用这种空间和深度控制机制是至关重要的，因为如果没有它，设备的光谱成分和样品中所需位置产生的散射光的人工产物也会被检测到，从而影响数据的质量。

溶剂型涂料

要制备样品，将液体聚合物溶液涂在恒温铜板上，在铜板中间放置一个载玻片。图3显示了溶剂型聚合物涂层在干燥过程中不同层的拉曼光谱。

图3。用imrs技术测量聚合物溶剂涂层在干燥过程中不同深度的拉曼光谱。

校准测量需要获得定量的溶剂含量数据。通过在密封的光学电池中获取不同浓度的定标样品的拉曼光谱，可以进行定标。图4显示了根据测量数据计算出的溶剂浓度分布图。

图4。在干燥过程中测量聚合物溶液(聚乙烯醇)的浓度分布。

此外，还绘制了涂层表面的还原图。在干燥过程的最后，可以确定更陡的浓度分布，因为干燥的皮肤形式在表面。整个干燥过程是由溶剂通过皮肤的扩散控制的，即使在三天的干燥后，仍然可以测量到相当多的溶剂。在涂料行业，这种现象被称为“剥皮”。

水性涂料

开发新的水性乳胶体系来替代标准的溶剂型聚合物涂料是一项非常具有挑战性的工作。胶粘剂、涂料等将受益于使用对环境影响最小的系统，但它补充了溶剂型聚合物薄膜的干燥行为和性能。与溶剂型漆相比，水性装饰面漆的应用性能仍然较差，最终聚合物膜的质量通常表现为耐水溶解性差，面漆质量较差。

聚合物的物理特性、玻璃化温度、乳液分散体的组成等物理化学参数可能控制涂料的应用性能和最终涂膜质量。到目前为止，这些参数在水基系统中的具体影响在很大程度上仍是未知的。

结论

在本研究中，利用IMRS技术获得了影响应用和最终薄膜性能的因素的首次实验数据。总而言之，将共聚焦拉曼显微镜与倒置取样几何相结合，可以全面分析水基和溶质基涂层系统，并提供涂层界面化学过程的重要信息。

这些信息来源于HORIBA Scientific提供的资料。欧洲杯足球竞彩

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